CN101319820B - 自然空调装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用太阳能加热空气的模块化自然空调装置，主要包括一集热器、一进口部及一出口部；该集热器是由上方的透明盖板和其下的吸热组件构成，其中吸热组件是由若干模块化的吸热单元构成，该吸热单元是由一片支撑板、一片吸热板及一片底板组成的一体成型件，通过若干吸热板及底板上所设扣合与定位结构达到沿横向进行扩展铺设的功效。

Description

自然空调装置
技术领域
本发明涉及一种空调装置，尤其涉及一种利用太阳能加热空气的自然空调装置。
背景技术
由于全球二氧化碳及有害气体的排放浓度日益增加，已使气候的反常、生态的破坏以及健康的危害日益显现，为持续经营人类赖以生存的地球生态环境，促使人们自能源危机后再次警觉到必须全面降低依赖传统石化燃料的迫切性，亦重新强调有效利用再生能源或自然能源的重要性，因此，朝逐渐淘汰高耗能高污染的能源转换装置，积极开发干净的辅助性替代能源以及相关的高效率零污染能源转换装置已成为科技研发的重要课题，其中又以长期被人们普遍使用的传统空调装置影响最为深远，因为传统空调不但耗能，且所使用的冷媒更被公认是破坏地球生态的头号杀手，如果长期生活在密闭的空调环境更会对健康造成危害；虽然目前科技界对太阳能是否有可能在不久的未来逐渐取代其它能源仍持保留态度，但几乎可以确定的是太阳能终将会在某些领域中扮演重要的角色，特别是应用于建筑物的室内加温(domesticheating)以及和空气调节(air conditioning)相关的领域。
就建筑物的室内加温和空气调节的太阳能空调***而言，集热器是该***的关键装置，必须设置于室外可充分接收阳光之处，例如屋顶或墙壁。过去在此光热转换领域中已投注许多努力于开发不同功能与型式的太阳能集热器，其中有不少已揭示于专利文献中，最典型的例子是以玻璃板或透明板嵌装于外框固定的热绝缘盒(chamber)上方，并以流体通过盒内的黑色吸热板或管件，达到吸收太阳热能的目的。例如，US4,418,685所揭示的太阳能热水供应***及WO9,625,632所揭示的空气循环器；其它型式尚包括US2002/0032000A1所揭示的屋顶式空气循环器、US4,934,338所揭示的墙壁式空气预热器等。唯目前使用的太阳能集热器仍有以下诸多缺点，使得应用与推广太阳能于建筑物节能与空调上仍有改善的空间，包括：
(1)集热器的本体过重，长期使用可能会对部分建筑物造成负担；
(2)集热器的光热转换效能仍有待提升；
(3)结构复杂，造成安装与维修不易，亦使成本提高，造成资金回收期的延长；
(4)缺乏与多样化建筑物设计的兼容匹配与弹性，许多情况必须量身订作；
(5)外型过于凸显，有损建筑物整体外观的谐调与美感；
(6)占用空间大，增加仓储、商品展示、通路营销的成本；
(7)整件式产品缺乏大面积应用的弹性，并增加安装困难及成本；
(8)透明板嵌装于热绝缘盒外框，易因热膨涨系数不同引发热应力问题；
(9)无法满足用户自行安装(DIY)的参与感与成就感；
(10)部分设计只适用于已事先规划完备且正兴建中的建筑物，但对大多数的既有建筑物却滞碍难行；
(11)空气通过嵌装玻璃会有热散失问题，常需使用双层嵌装玻璃(doubleglazing)，致使成本增加且会衍生其它问题；
(12)太阳能加热的液体***或热水供应***，常因结冰与渗漏问题而无法达到预期的效果。
为克服上述缺点，本发明人经过长期努力，研究出一种太阳能空调***，其已在US6,880，553B2及TW579416专利中揭示，但该空调***的吸热组件中各吸热单元间的连接方式为单一的接触型态，不利于该集热器组装的方便性及加热温度的均匀性，对组装的方便性及整体效率的提升仍有改善空间。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可灵活扩展延伸并具有高光热效率的自然空调装置。
本发明自然空调装置是一种利用太阳能加热空气的模块化自然空调装置，主要包括一集热器、一进口部及一出口部；该集热器是由上方的透明盖板和其下方的吸热组件构成，其中吸热组件是由若干模块化的吸热单元构成，该吸热单元是由一片支撑板、一片吸热板及一片底板组成的一体成型件，通过若干吸热板及底板上所设扣合与定位结构达到沿横向进行扩展铺设的功效，并通过该扩展的吸热板将集热器分隔成上方的储热室及下方的吸热室，从而形成储热室中的太阳能接收面及吸热室中的若干条吸热通道；进口部与出口部分别和集热器的进口侧与出口侧衔接并连通该吸热通道，其中进口部衔接室内排气管，出口部则设有与室外相通的气流出口；本发明通过上述装置持续导引室内污浊的空气通过进口部，并将其均匀分配至各吸热通道，以吸收储热室的太阳能而升温，进而通过热浮力效应将其导引至出口部以排出室外，并自室外引进新鲜的凉空气，达到冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
本发明具有如下诸多优点：
本发明提出的自然空调装置结构简单、价格便宜、外观轻巧美观、高吸热效率、且经过模块化设计的新颖改良型自然空调装置；又由于该装置是以太阳能为驱动力的自发式(passive)环保空调装置，非但无需耗费电能，且无冷冻剂对环境的破坏；另由于本发明可依据各式建筑物不同的外型及空调容量需求，以模块化设计的吸热单元可朝横向作大面积扩展的弹性铺设，将室内用过的空气排出并引入室外新鲜空气，达到维护良好的室内空气质量(IAQ)，建立健康舒适生活环境的功效；再由于该空调装置的组件是可靠度高的模块化设计，商品除具有易于大量生产与组装、便利陈列展示及通路营销等优点外，更由于组件结构简单轻便，可供用户自行组合安装，符合节能健康环保自己动手作的趋势。
本发明自然空调装置通过设于吸热单元的扣合与定位结构形成若干比邻安装并结合成为一体的吸热组件，达到使该集热器中的吸热面具扩展的弹性，增强和多样化建筑物的兼容匹配性，更兼具吸热通道的定位及强化整体结构的功效。
本发明自然空调装置通过若干比邻安装的吸热单元构成结为一体的吸热组件，由于具有良好的扩展弹性，使其更适用于大面积接收太阳能的应用。
本发明自然空调装置通过若干比邻安装的吸热单元构成结为一体的吸热组件，使其不需外框固定的现有热绝缘盒结构，以致透明盖板亦不须嵌装于该盒上方，达到避免因材料的热膨涨系数不同而造成变形或破裂等热应力问题的功效。
本发明自然空调装置通过若干比邻安装的吸热单元构成结为一体的吸热组件，使其虽然实质结构只有一层透明盖板，但由于引入的空气均通过吸热板下方的吸热室，达到具有双层嵌装玻璃的绝热效果及高吸热效率的功效。
本发明自然空调装置通过模块化设计的各式吸热单元，组合成为一体的吸热组件，具有结构简单、轻薄、易加工、适合量产等特征，达到降低制造成本、易于铺设施工、方便陈列展示、节省包装成本、缩小仓储与陈列空间、便利通路营销及可供用户自行组合安装的功效。
附图说明
图1是本发明自然空调装置第一实施例的立体图。
图2是图1的立体分解图。
图3是图1中吸热单元的一立体图。
图4是图3中三个相邻吸热单元接合例的一立体图。
图5(A)是图1中吸热组件另一实施例的立体图。
图5(B)是图1中吸热组件的一立体图。
图6(A)是图5(B)中一侧边支撑件的一立体图。
图6(B)是图5(B)中另一侧边支撑件的一立体图。
图7是图5(B)中一侧边支撑件与吸热单元接合例的一部分立体图。
图8是图5(B)中另一侧边支撑件与吸热单元接合例的一部分立体图。
图9是图1中A-A处的一截面图。
图10是图1中进口部的一立体示意图。
图11是图1中出口部的一立体示意图。
图12是图1中B-B处截面立体图。
图13是图12中C-C处的截面图。
图14是本发明自然空调装置第二种吸热单元的实施例。
图15是图14中两相邻吸热单元接合例的一立体图。
图16是本发明自然空调装置第三种吸热单元的一立体图。
图17是图16中两相邻吸热单元接合例的一立体图。
具体实施方式
以下参照图1至图17，对本发明自然空调装置100予以进一步说明。
图1是本发明自然空调装置100第一实施例的立体图，图2是图1的立体分解图。该自然空调装置100主要包括一集热器30，一进口部10及一出口部50。其中：
如图1及图2所示，集热器30是由一吸热组件31及其上方的一透明盖板38构成，该集热器30作为接收太阳能并用以加热由室内排出并通过其中的空气；其中该吸热组件31是由若干模块化的纵长形吸热单元32组成。每一吸热单元32是由一支撑板33、一吸热板35及一底板39组成的一体成型件(参照图3)，这些吸热单元32铺设于屋顶(图未示)、墙壁(图未示)或一外加固定板(图未示)以形成吸热组件31的方法是通过若干吸热板35及底板39上所设扣合结构352、353及定位结构392、393相互扣合以达到沿横向进行扩展铺设的功效，使这些比邻安装的吸热单元32结合成为一体的吸热组件31；并通过该扩展延伸的吸热板35将集热器30分隔成上方的储热室310及下方的吸热室311，从而形成储热室310中的太阳能接收面314及吸热室311中的若干吸热通道315；又通过C型扣件37(参照图5(A))或通过吸热组件31的两侧设置的支撑件312、313顶端所设的凸槽3127、3137及螺栓66(参照图6(A)、图6(B)及图5(B))将透明盖板38与吸热组件31两侧边缘紧密结合成为一体的集热器30；再将该集热器30的两端分别和连通室内排气管(图未示)的进口部10及设有气流出口55及防雨罩56的出口部50衔接，并使该进口部10及出口部50同时与吸热室311相连通，完成建构本发明的自然空调装置100。
本发明自然空调装置100通过上述装置持续导引室内污浊的空气通过进口部10，并将其均匀分配至吸热室311，以吸收储热室310的太阳能而升温，进而通过热浮力效应将其导引至出口部50以排出室外，并自室外引进新鲜的凉空气，达到冬暖夏凉并兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
图3是图1中吸热单元32的一种形式的立体图，该吸热单元32是由一片支撑板33、一片吸热板35及一片底板39构成的一体成型件，其由导热性良好的材质经表面黑色处理制成，如图3所示，朝该支撑板33两侧延伸的吸热板35及底板39为等长，但亦可设计成两侧长短不一但各自的纵全长相等的任何形式；为增加该集热器30中吸热通道315扩充数目的弹性并兼具定位性及结构性，该吸热单元32尚包括于该吸热单元32的吸热板35两侧边上分别设有的扣合结构353、352，在其底板39两侧边上分别设有定位结构393、392，这些结构352、392为方形实心，结构353、393为方形槽形，以便快速和对应于另一相邻吸热单元32的扣合结构352、353与定位结构392、393相匹配，达到使若干吸热单元32沿横向扩展成为吸热组件31的目的；该一体成型的吸热单元32为薄板结构成形件，对陈列、包装、仓储、运输、组装均有其方便性。
如图3所示，依据吸热板35上、下方，该支撑板33可分别界定为一上支撑板332及一下支撑板336，其中，上支撑板332的高度界定储热室310的高度，下支撑板336的高度界定吸热室311的高度；另，上支撑板332顶端设有沿吸热通道315方向延伸的凹槽3326以容置软质垫片(图未示)或O形密封环40(参照图9)，通过在该凹槽3326的长度范围内设置部分软质垫片或O形密封环40，使设有软质垫片或O形密封环40的部分与透明盖板38接触，达到对透明盖板38均匀支撑的功能，在未设置软质垫片或O形密封环40的部分则形成上支撑板332顶端与透明盖板38之间的气流间隙365(参照图9)，达到使储热室310均匀加热以提升整体热传效率的功能。
图4是图3中三个相邻吸热单元32接合例的一立体图，为便于描述，将该三吸热单元32分别命名为吸热单元32a、32b、32c，为增进集热器30中吸热通道315配置的弹性并兼具定位性及结构性，举例而言，通过吸热单元32两侧所设扣合结构352、353及定位结构392、393，上述吸热单元32a可分别与吸热单元32b、32c一端相对应的扣合结构353、352及定位结构393、392匹配，达到对吸热单元32a、32b、32c的固定及扩展吸热室311中吸热通道315的接合功能，如此重复过程，可依建筑物的外形铺设成一完整的吸热组件31；进而配合透明盖板38的设置将可构成一配合建筑物的外形铺设并搭配两侧边的支撑件312、313形成一完整的集热器30，使储热室310与吸热室311中的空气不致互相混合，且两室中的空气亦不致与外界的空气互相混合，由下支撑板336构成的吸热通道315壁上设有若干穿透的气流孔3365，吸热室311中热传的均匀性是通过若干气流孔3365以提高整体吸热效率。该吸热单元32的组成件为扁平结构，对陈列、包装、仓储、运输、组装均有其方便性，且由于具有良好的扩充弹性，使其更适用于大面积接收太阳能的应用以及配合多样化建筑物外观设计的兼容匹配与弹性。
图5(A)是吸热组件31另一实施例的吸热组件31a的一立体图，为达透明盖板38与该吸热组件31a两侧边沿吸热通道315方向的密封防水要求，通过设于该吸热组件31a两侧边沿吸热通道315方向的支撑板33顶部所设置的O形密封环40，再以沿O形密封环40所设若干C型扣件37将吸热组件31a与透明盖板38密封，达到确保集热器30纵向两侧边密封防水的功效；为达更好的效果，这些C型扣件37的一端可抵紧于支撑板33外侧的扣合结构352、353，而这些C型扣件37的另一端可抵紧于一刚性压条(图未示)上，并在该刚性压条与透明盖板38之间夹一条状软质垫片，可达到更佳的均匀抵紧的密封防水效果；再，上述抵紧过程中使用的条状软质垫片，亦可采用更方便且有效的组装方式达成，例如采用预先套装于透明盖板38边缘且涵盖抵紧面的U型软条等，从而达到确保集热器30侧边密封防水、降低热应力造成的危害及提升产品结构整体性的功效。
图5(B)是图1中吸热组件31的一立体图，该吸热组件31与图5(A)所示的吸热组件31a主要差异在于：该吸热组件31是由上述吸热组件31a两侧边沿吸热通道315方向加装如图6(A)及图6(B)所示的两侧边支撑件312、313构成，达到强化集热器30的整体结构、充分利用吸热面积、增加集热器30与透明盖板38间密封防水的可靠性、以及集热器30与进口部10及出口部50的整体装置与透明盖板38间在密封防水方式的一致性；设置于集热器30两侧边支撑件312、313的长度，可配合上述吸热单元32的实际长度，设置一体成形的长条状侧边支撑件312、313；该两侧边支撑件312、313朝吸热组件31内侧方向分别设置与吸热单元32的扣合及定位结构352、353、392、393匹配的相应扣合及定位结构3123、3133、3122、3132，使该两侧边支撑件312、313与吸热组件31两侧边的若干吸热单元32紧密接合为一体；上述设置于侧边支撑件312、313的扣合及定位结构3123、3133、3122、3132和衔接吸热单元32的相应结构352、353、392、393为同一高度，以便将该侧边支撑件312、313的扣合及定位结构3123、3133、3122、3132与吸热组件31最外侧的相应结构352、353、392、393接合，上述结构具体可参照图7及图8，图7是图5(B)中一侧边支撑件312与吸热单元32接合例的一部分立体图，图8是图5(B)中另一侧边支撑件313与吸热单元32接合例的一部分立体图。
图6(A)及图6(B)分别是图5(B)中两侧边支撑件312、313的一立体图，在该两侧边支撑件312、313的顶端分别设置一朝吸热组件31内侧方向的凸槽3127、3137，藉以提供透明盖板38与该吸热组件31两侧边的另一种有别于图5(A)的密封防水方法，请参照图9，以凸槽3137为例，其是先将两端套有U型软条42的透明盖板38(或采用预先套装于透明盖板38边缘且涵盖抵紧面的U型软条42)***凸槽3137内，再将刚性压条44***凸槽3137内的上端面与透明盖板38边缘的U型软条42之间，最后将若干固定螺栓66旋入设于凸槽3137上端面的若干螺孔3138，并抵紧该刚性压条44，使该U型软条42与该刚性压条44均匀抵紧并密封间隙，以发挥集热器30两侧边的密封防水功效；在该两侧边支撑件312、313的底端设置一朝吸热组件31外侧方向的锁固凸耳3125、3135，通过其上所设若干固定孔(图未标)将集热器30锁固于屋顶、墙壁或固定板上。
图9是图1中A-A处的一截面图，如图9所示，透明盖板38与吸热板35之间形成储热室310，吸热板35与底板39之间形成吸热室311；为降低由透明盖板38的热散失，除可将该储热室310的入口及出口予以封闭外，亦可调低吸热单元32的上支撑板332与下支撑板336的高度比率，使空气主要在本发明自然空调装置100的吸热室311中加热，故本发明虽然实质结构只有一层透明盖板38，但由于绝大部分室内排出的空气均通过吸热室311中的吸热通道315；因此，相较传统双层嵌装玻璃(double glazing)式自然空调装置(图未示)，本发明自然空调装置100不但具有低成本的优势，更因具有较佳的绝热效果而可享有高加热效率的优势，从而达到高换气率的效果。
本发明自然空调装置100在吸热组件31、31a上方铺设一透明盖板38，可促进集热器30的温室效应，以便接收太阳辐射能及加热这些吸热单元32，使流经吸热室311中的空气升温，且由于本发明适于大面积接收太阳能，并不需要外框固定的现有热绝缘盒结构，以致透明盖板38亦不须嵌装于外框固定的现有热绝缘盒上方，故不致因材料的热膨涨系数不同而造成变形或破裂等热应力问题；更由于不需双层嵌装玻璃，故具有较扁平的整体外观；此外，该透明盖板38除可采用波浪板或平板形状外，其材质亦不局限于玻璃，可以采用玻璃纤维或塑料等易于获得且易于依使用大小自行剪裁的透明建材或现有商用耐候(weather proof)透明建材。
此外，该自然空调装置100可以水平安装或垂直安装，亦可倾斜安装，可直接固定于屋顶或墙壁，亦可另外设置成离开固定面一距离或呈一角度的固定板(图未示)上；另，在吸热组件31的底板39上方或下方可铺设一绝热层(图未示)，以保护屋顶不致过热及降低热散失，期使储热室310中的热量完全被吸热板35吸收，并将热量传输至吸热室311的空气流，达到提升其加热效率，从而增加热浮力的自然换气效果。
本发明自然空调装置100的集热器30是由模块化吸热单元32构成，相较一体成形或外框固定的传统集热器，本发明的吸热单元32具有结构简单、轻便、易加工、适合量产等特征，因此具有节省包装成本、缩小仓储与陈列空间、便于通路运销、易在铺设现场组装、以及具有较扁平的整体外观等优点；并且由于可依不同需求自行组合与安装，因此具有可适应不同安装环境的兼容度；又由于具有良好的扩充弹性，适于大面积接收太阳能，且经模块化的吸热单元32适合大量生产以提升产品质量与降低成本的竞争优势。
图10与图11分别为本发明自然空调装置中进口部10与出口部50的一立体示意图，进口部10与出口部50分别和集热器30的两端衔接并连通吸热室311，其中进口部10衔接室内排气管，出口部50则设有与室外相通的气流出口55；本发明通过上述装置持续导引室内污浊的热空气通过进口部10，并将其均匀分配至吸热室311中，以吸收储热室310的太阳能而升温，进而通过热浮力将其送至出口部50以排出室外，并同时自室外引进新鲜的凉空气，达到兼具健康、节能、环保的自然空调功效。
如图2、图10及图11所示，该进口部10与出口部50朝集热器30的吸热室311气流方向分别设置一凸槽174、574，通过这些凸槽174、574得以与集热器30的透明盖板38搭接并予以密封防水，进口部10与出口部50本身则分别以所设连接凸耳145、545与吸热组件31、31a两端的若干吸热单元32所设固定孔3322(参见图2)以螺杆(图未示)将吸热单元32及连接凸耳145、545予以锁固，并以进口部10与出口部50所设锁固凸耳18、58上的固定孔182、582予以锁固于屋顶、墙壁或固定板；该进口部10设有衔接到室内排气管的接头15，该出口部50设有气流出口55、防雨罩56及防止灰尘、蚊虫等异物进入的必要防护设施(图未示)。
如图10及图11所示，进口部10与出口部50朝集热器30的吸热室310气流方向分别设有若干均流孔142、542的分隔板121、521，这些分隔板121、521与吸热组件31、31a两端接合后，其上方用以封闭储热室310和进口部10及出口部50的连通，其下方的若干均流孔142、542用以和吸热室311连通，促使室内空气进入进口部10后均匀分配于吸热室311中，以提升整体吸热效率；另，为降低流体的阻力，这些均流孔142、542的总面积以大于排气管流体截面积两倍为宜。
图12是图1中由B-B处截面所视的截面立体图，图13是图12中C-C处的截面图。以图12及图13进一步说明进口部10及出口部50和铺设于吸热组件31、31a上的透明盖板38达到密封防水的方法，由于该方法对进口部10及出口部50完全相同，因此仅以进口部10的相关图式说明如下：
如图12及图13所示，当设于进口部10及出口部50的若干连接凸耳145、545的固定孔146、546对应衔接吸热组件31进、出口侧的若干上支撑板332所设固定孔3322，并以螺杆将对应的支撑板33及连接凸耳145、545予以锁固为一体后，先将该两侧边缘套有U型软条62的透明盖板38(或采用预先套装于透明盖板38边缘且涵盖抵紧面的U型软条62)***凸槽174内，再将刚性压条64***介于凸槽174内的上端面与透明盖板38边缘的U型软条62之间，最后将若干固定螺栓66旋入设于凸槽174上端面的若干螺孔172(参照图10)，并抵紧该刚性压条64，使该U型软条62与该刚性压条64均匀抵紧，以发挥集热器30进、出口侧的密封防水功效。
图14是本发明自然空调装置100中第二种吸热单元232的实施例，图15是图14中两相邻吸热单元232接合例的一立体图。该吸热单元232包括一呈角型弯折的吸热板235，该吸热板235为一平板折弯而成，该吸热板235两侧边缘形成二方形扣合结构2352、2353，该吸热板235通过其扣合结构2352与另一吸热板235的扣合结构2353卡扣。本实施例与前述第一种吸热单元32主要的差异在于采用角型吸热单元232，以取代第一实施例中吸热板35与支撑板33采用的十字形结构；虽然该角型吸热单元232本身不含底板，因此在应用上需另外加入共享的底板(图未示)，但本实施例具有如下诸多优点：1)可精简量产制程的材料：因为角型吸热单元232兼具支撑板功能；2)可提升加热效率：因为利用扣合结构2352、2353作角型吸热单元232的扩充，可在单位面积上得到较大的太阳能接收面积；3)可精简加工程序：因为经由若干角型吸热单元232扣合所形成的储热室(图未标)与吸热室(图未标)，为达到在其中的若干通道(图未标)中各自空气温度的均匀性，可分别通过沿若干角型吸热单元232顶端与透明盖板38之间的局部位置设置若干垫片(图未示)，使这些垫片和吸热单元232顶端及透明盖板38接触后，在透明盖板38与角型吸热单元232顶端之间所形成的气流间隙达到互通的效果；同理，通过角型吸热单元232底端与底板之间的局部位置所设的若干密封垫片接触后，在底板与角型吸热单元232底端之间所形成的气流间隙达到互通的效果；至于角型吸热单元232的顶端与透明盖板38之间的密封防水，只需在吸热组件(图未示)两侧边的角型吸热单元232顶端设置沿吸热通道的全长铺设密封垫片后予以锁紧即可达成；同理，在底板与角型吸热单元232底端之间的密封防水，只需在吸热组件两最侧边的角型吸热单元232底端设置沿吸热通道(图未标)的全长铺设密封垫片后予以锁紧即可达成。
本实施例的角型吸热单元232亦可在其顶端与底端沿吸热通道方向分别设置凸出板(图未示)，该凸出板可以为不同高度以界定储热室及吸热室的高度，并可在其上开设若干气流间隙达到均匀互通的效果；至于由这些角型吸热单元232扣合所形成的吸热组件，可在其两侧边缘的底端及顶端的完整凸出板上沿吸热通道的全长套设置U型软条(图未示)后予以锁紧，即可达成集热器(图未示)两侧边缘密封防水的功能。上述凸出板的功能亦可以由其它方式达成，例如：可在吸热单元232底端及顶端或其它部位的局部位置设置凸出物，亦可使吸热单元232底端及顶端的局部位置呈凹陷状等方式达成。
基于以上所述本实施例的技术特征，该角型吸热单元232的形式亦可以是两相邻角型吸热单元232合成的M型一体成形吸热单元(图未示)；同理，亦可由若干角型吸热单元232合成的波浪板型一体成形吸热单元(图未示)。
图16是本发明自然空调装置100中第三种吸热单元432的实施例，图17是图16中两相邻吸热单元432接合例的一立体图。该吸热单元432包括一呈半圆形弯曲的吸热板435，该吸热板435为一平板折弯而成，该吸热板435两侧边缘形成二方形扣合结构4352、4353，该吸热板435通过其扣合结构4352与另一吸热板435的扣合结构4353卡扣，如图16及图17所示，本实施例与前述第二种吸热单元232主要的差异在于：本实施例采用S型吸热单元，以取代第二实施例中使用的角型结构；由于吸热组件的形式不论是角型或S型以及其合成件，只要具有相同的扣合结构4352、4353即可使用与第二实施例中相同的侧边支撑件(图未示)；因此，本实施例所涵盖的吸热单元432范围应包括由至少一角型或至少一S型所合成为任何型式的吸热单元(图未示)，皆具有与第二实施例相同的技术特征。
综上所述，本发明自然空调装置100可在夏季炎热气候加热由室内排气管流过的脏空气，使加热的脏空气产生热浮力的烟囱效应而将室内空气通过自然力抽至室外；此时，由室外导引新鲜阴凉的空气至室内进气口，或由室外导引至室内的气流经过冷却，则加装本发明自然空调装置100可达到夏季冷气循环的空调效果。
在冬季寒冷气候该集热器30加热由室内排气管流过的空气，并由与室内进气管(图未示)衔接的辅助风扇(图未示)将加热的空气送回室内，达到暖房的效果。另外，如欲由室外引入一部分新鲜空气并与由室内排气管流过的空气混合加热，达到省能与维持室内空气一定的新鲜度，则除需将进口部10与室内排气管接通外，并需维持与室外相通的进气口有一定的开度。
本发明自然空调装置100亦可于全年不论季节搭配传统太阳能热水供应***使用，将该***的吸热水管排列于本发明自然空调装置100的储热室310中所设通道内加热，再将加热后的热水送回储热槽所构成的水循环回路(图未示)，循环空气则主要于本发明自然空调装置100的吸热室311中所设吸热通道315内加热。
本发明自然空调装置100具有许多优于传统装置的特点，通过模块化观念设计的本发明自然空调装置100，在应用上提供和建筑物更大的兼容性，亦提供使用者更多选择与组合的自由度，本发明自然空调装置100可以安装于各种型式的建筑物，包括建造中的新建筑物或已存在的既有建筑物，可以水平安装或贴近墙壁垂直安装，亦可倾斜安装，且对安装处提供绝热及保护功能。
本发明自然空调装置100的吸热单元32、232、432可依实际需要作弹性扩展达到最佳吸收面积，以充分发挥能量接收功能，因此，本发明自然空调装置100并不需要外框固定的现有热绝缘盒结构，亦不需如传统装置太刻意关注于每单位面积的热效率，特别是本发明虽然实质结构只有一层透明盖板38，但由于大部分空气均通过吸热室311的吸热通道315，具有双层嵌装玻璃的绝热效果与高吸热效率。
本发明自然空调装置100具有较传统集热器更轻薄的整体外观，不致对房屋结构造成负担，搭配透明平板与波浪板等既有商用建材，仍能保有和原建筑物的协调与美感，该透明盖板38可同时身兼屋顶的保护层与集热器30的双层嵌装透明板；且由于该透明盖板38的安装不必如传统集热器般地嵌装于外框固定的热绝缘盒上，故不致因材料的热膨涨系数不同而造成变形或破裂等热应力问题。
本发明自然空调装置100采用模块化的设计理念，有助于大幅降低成本，因为吸热单元32、232、432是由薄板成形(例如：铝挤、压铸、塑模等)件组合而成，其结构简单轻巧，除可直接节省包装成本、精简仓储与陈列空间、便于通路营销、易于安装与维护外，更提供使用者现场自行组装的机会。

Claims (12)

1.一种自然空调装置，包括：一集热器，一进口部及一出口部；该进口部与出口部分别与该集热器两端连通，该集热器包括一吸热组件及一覆盖于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件包括若干模块化的吸热单元，其特征在于：每一吸热单元为纵长形，这些吸热单元沿横向相互扣合形成该吸热组件，所述吸热单元两侧形成有若干扣合结构，相邻吸热单元通过这些扣合结构相互扣合连接；所述吸热单元包括一吸热板、一底板及一支撑板；所述吸热组件还包括位于集热器两侧的二支撑件，该二支撑件与两侧毗邻的吸热单元扣合连接，并与上述盖板密封连接。
2.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的吸热板、底板自该支撑板两侧延伸设置。
3.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述扣合结构形成于该吸热单元的吸热板末端。
4.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的两侧底板末端形成若干互补形状的定位结构，相邻吸热单元的底板通过这些定位结构相互搭接形成一完整底板。
5.如权利要求4所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元一侧的扣合及定位结构为方形实心，其另一侧的扣合及定位结构为方形槽形并与这些实心扣合及定位结构互补。
6.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元的支撑板被吸热板分隔成一上方的上支撑板及一下方的下支撑板。
7.如权利要求6所述的自然空调装置，其特征在于：所述上支撑板顶端设有凹槽，该下支撑板上开有若干气流孔。
8.如权利要求1所述的自然空调装置，其特征在于：所述透明盖板通过若干C型扣件与吸热组件结合成为一体。
9.一种自然空调装置，包括：一集热器，一进口部及一出口部；该进口部与出口部分别与该集热器两端连通，该集热器包括一吸热组件及一覆盖于该吸热组件上方的透明盖板，该吸热组件包括若干模块化的吸热单元，其特征在于：每一吸热单元为纵长形，这些吸热单元沿横向相互扣合形成该吸热组件，所述吸热单元两侧形成有若干扣合结构，相邻吸热单元通过这些扣合结构相互扣合连接；所述吸热组件还包括位于集热器两侧的二支撑件，该二支撑件与两侧毗邻的吸热单元扣合连接，并与上述盖板密封连接，所述吸热单元为一平板折弯而成，该吸热组件还包括一底板。
10.如权利要求9所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热板弯折成三角形或弧形。
11.如权利要求9所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元顶端与盖板之间或者这些吸热单元与底板之间设有若干垫片。
12.如权利要求1至11任意一项所述的自然空调装置，其特征在于：所述吸热单元是一体成型结构。
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